CN105810875B - 用于锂离子电池的圆形集流盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电池的圆形集流盘，包括：盘体，具有面向电芯的第一表面和背向电芯的第二表面，所述第二表面上设有若干个自盘体中心向外呈放射状均匀分布的凸条，用于将盘体分为若干个面积相等的扇形集流区；以及设置在所述盘体的第二表面上且可以折叠成任意角度的尾体。采用本发明所提供的圆形集流盘作为集流部件，并在其上设置可以导流的尾体，凸条可以将集流区划分为面积相等的扇形区域，并采用点焊的方式将电芯的极耳匀地焊接在集流区内，由于点焊焊接面积大，极耳与圆形集流盘的接触面积大，焊点在圆形集流盘上的分布均匀，使得锂离子电池的导流效果均匀，导流性能非常好，能够大电流长时间工作。

Description

用于锂离子电池的圆形集流盘
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种用于锂离子电池的圆形集流盘。
背景技术
锂离子电池尤其是采用磷酸铁锂作为正极活性物质的锂离子电池具有比功率高、循环寿命长、安全性能好以及无污染等优点，是决定目前电动汽车、混合电动汽车能否快速发展的关键产品。在一系列锂离子电池产品中，圆柱形铝合金外壳电池备受关注，其特殊的外形与材质使产品的外形尺寸高度稳定，大电流放电性能更加优异、安全性能更高、外壳防腐蚀性能明显改善。
目前对于圆柱形铝合金外壳电池的制造工艺有很多种，但如何对电池结构来优化以提高各项性能一直是目前困扰人们的难题。如有的采用多极耳结构的优化方式，通过采用多极耳结构，在高倍率放电时，由于电芯具有多个极耳，电子传输通道大大增加，电流密度减少，大大减少了极化，可以降低电池内阻，提高锂离子电池放电性能和安全性能，使其更加适合应用在电动汽车、电动玩具、模型飞机以及电动工具等电源方面。但多个极耳结构的存在，对于极耳的焊接一直是个难题。
锂离子电池集流环一般多应用于大容量圆柱形锂离子电池内部结构设计，比如直径38mm及以上圆柱形锂离子电池，用于连接极耳与极柱，其作用是导通电池内部极片与外部极柱间电流。现有锂离子电池集流环技术形状多为圆形(类似圆形水杯横截面平行截断的下半部分)和方形(类似方形纸壳横截面平行截断的下半部分)，锂离子电池组装时，集流环放置在电芯端部中心处，之后将分布在圆柱形电芯端部的极耳整理后固定在集流环边缘处，再采用激光焊接机将极耳与集流环焊接为一整体。同时集流环底部与极带一端采用焊接方式连接，极带另一端焊接于锂离子电池极柱底部，通过极耳、集流环、极带及极柱的连接导通锂离子电池内部、外部电流。
上述对集流环的描述具体可见图1所示，图1中示出了集流部件为圆形集流环的一种情况，将多个极耳焊接在集流环a’上，集流环a’上设置有导流引带b’，再将导流引带b’焊接在负极板盖板上。该方式由于大容量圆柱形锂离子电池极耳数目较多，且大量极耳是无序排布的，十几至上百不等，并且杂乱排列，整理后无规则分布在集流环边缘处，上述技术存在焊接工序繁琐、生产效率较低、极耳焊接质量一致性差等问题。另外，极耳直接固定在集流环上，不够牢稳，电池在振动环境下使用时，极耳易被扯断，造成电池损坏。并且圆形集流环存在一个弧度，超声波焊接的焊头以及底座都需要设置一定的弧度与集流环的弧度匹配，有弧度的焊接方式对焊头损耗大，且焊接效果差，容易产生虚焊、脱焊以及漏焊等问题。并且该结构的集流环还需要购买专业设计的集流环配件以及导流带等材料，增加了制作成本和制作工艺流程。此外，该结构的集流环设计存在电池设计容量小，性能一致性较差且产品合格率低等缺陷，继而影响电池成组后电池组的寿命。
专利CN103500844A还公开了一种凸出的圆柱形集流部件，其是在负极盖板上设置项圆筒状壳体内部延伸的凸出圆柱平台，多个极耳重叠设置在凸出圆柱形平台上。虽然该方式采用凸出的圆柱形平台作为导流部件，极耳均焊接在一个部分，焊接工艺简单，凸出圆柱形平台占用空间小，但是该方式存在弊端，比如焊点比较大，对电流的稳定性具有一定影响。
另外，传统的电池导流装置为带状金属条，电流从带状金属条中导出，此类导流装置在安装时必须将带状金属条一条条焊接在电芯上，焊接十分不方便，且导流点的分布十分不均匀，导致了电池导流性能不佳。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种用于锂离子电池的圆形集流盘，其采用圆形集流盘作为集流装置，采用点焊的方式将极耳均匀地焊接在扇形集流区内，于点焊焊接面积大，电芯与圆形集流盘的接触面积大，焊点分布均匀，得到了导流效果均匀，导流性能非常好且能够大电流长时间工作的电池。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于锂离子电池的圆形集流盘，包括：盘体，具有面向电芯的第一表面和背向电芯的第二表面，第二表面上设有若干个自盘体中心向外呈放射状均匀分布的凸条，用于将盘体分为若干个面积相等的扇形集流区；以及
设置在盘体的第二表面上且可以折叠成任意角度的尾体。
进一步地，凸条为三个；凸条的长度为盘体直径的1/3～1/4；宽度为盘体直径的1/15～1/18。
进一步地，第一表面上与凸条相对应的部位呈凹槽结构。
进一步地，所述盘体的中心位置设有通孔。
进一步地，所述尾体为所述盘体沿其一侧面方向延伸一体成型的片状结构。
进一步地，尾体为矩形片状结构；且尾体的宽度为盘体直径的1/2～1/3。
进一步地，所述尾体与所述盘体的第二表面成30～45°夹角。
进一步地，所述尾体的厚度与盘体的厚度一致。
进一步地，所述尾体上设有固定螺孔，用于对盘体进行固定；尾体可拆卸连接或焊接在盘体的所述第二表面上。
进一步地，盘体的周侧设置有用于装配的卡接槽。
本发明的有益效果如下：
采用本发明所提供的圆形集流盘作为集流部件，并在其上设置可以导流的尾体，凸条可以将集流区划分为面积相等的扇形区域，并采用点焊的方式将电芯的极耳匀地焊接在集流区内，由于点焊焊接面积大，极耳与圆形集流盘的接触面积大，焊点在圆形集流盘上的分布均匀，使得锂离子电池的导流效果均匀，导流性能非常好，能够大电流长时间工作。
附图说明
图1为现有技术中的集流环的结构示意图；
图2为本发明的圆形集流盘的结构示意图。
具体实施方式
以下通过示例性的具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，也进一步说明本发明的有益效果。但不应将这些实施例解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
如图2所示，本发明所提供的用于锂离子电池的圆形集流盘包括盘体210以及设置在盘体210的第二表面上且可以折叠成任意角度的尾体250。其中，盘体210具有面向电芯的第一表面和背向电芯的第二表面，第二表面上设有若干个自盘体210中心向外呈放射状均匀分布的凸条230，用于将盘体210分为若干个面积相等的扇形集流区240。
盘体210的材料一般为导电性能好的材料，例如可以是铜质或铝制材料。
根据本发明，凸条230优选为三个，自盘体210的中心通孔220向外周呈放射状均匀地分布在第二表面上。本发明创造性地设计三个凸条230，将盘体210的第二表面均匀地分成三个面积相等的扇形集流区240，可以使得极耳更加均匀地焊接在三个集流区240内，并采用点焊的方式将极耳均匀地焊接在三个集流区240内，由于点焊焊接面积大，极耳与圆形集流盘的接触面积大，焊点分布均匀，使得电池的导流效果均匀，导流性能非常好，所以能够大电流长时间工作。
优选地，凸条230的长度为盘体210直径的1/3～1/4；宽度为盘体210直径的1/15～1/18。该尺寸的凸条230可以更好地将盘体210划分成若干个相等面积的扇形区域。
根据本发明，第一表面上与凸条230相对应的部位呈凹槽结构。
根据本发明，在盘体210的中心位置设有通孔220。通孔220是与电芯中间孔对应的，其用作注液孔，电池的盖板上也具有与其相对应的孔。
其中，尾体250优选可以是盘体210沿其一侧面方向延伸一体成型的片状结构。进一步优选为矩形片状结构。图2中示出的是尾体250与圆形集流盘本体210一体成型结构。在其它未示出的实施例中，尾体250还可以可拆卸连接或者焊接在盘体210的第二表面上。
优选地，尾体250的厚度与圆形集流盘210的厚度一致。尾体250设置在圆形集流盘本体210上用于导流。优选尾体250的宽度为盘体210直径的1/2～1/3，此时的导流效果最好。此外，还可以在尾体250上设置用于与盖板对位的定位孔260，通常通过焊接工艺通过定位孔260将尾体250焊接在盖板上。
优选地，尾体250与盘体210的第二表面成30～45°夹角。如果角度太大或者太小，都会影响尾体250的导流效果，并且不利于固定。
优选地，在一种实施例中，尾体250的厚度可以与盘体210的厚度一致，在其他实施例中，尾体250的厚度还可以是盘体厚度的1/2，这样能够在保证导流效果的同时，节省材料。
优选地，尾体250上设有用于与盖板对位的定位孔260，通常通过焊接工艺通过定位孔260将尾体250焊接在盖板上。
根据本发明，盘体210的周侧设置有用于装配的卡接槽。通过设置卡接槽，可使得盘体210在与套设在其外部的绝缘环组装时更加牢固，不容易错位，并且组装方便。

Claims (7)

1.一种用于锂离子电池的圆形集流盘，其特征在于，包括：
盘体(210)，具有面向电芯的第一表面和背向电芯的第二表面，所述第二表面上设有若干个自盘体(210)中心向外呈放射状均匀分布的凸条(230)，用于将盘体(210)分为若干个面积相等的扇形集流区(240)；以及
设置在所述盘体(210)的第二表面上且可以折叠成任意角度的尾体(250)；
所述第一表面上与所述凸条(230)相对应的部位呈凹槽结构；
所述盘体(210)的中心位置设有通孔(220)；
所述凸条(230)为三个；凸条(230)的长度为盘体直径的1/3～1/4；宽度为盘体直径的1/15～1/18。
2.根据权利要求1所述的圆形集流盘，其特征在于，所述尾体(250)为所述盘体(210)沿其一侧面方向延伸一体成型的片状结构。
3.根据权利要求2所述的圆形集流盘，其特征在于，所述尾体(250)为矩形片状结构；且所述尾体(250)的宽度为所述盘体(210)直径的1/2～1/3。
4.根据权利要求1所述的圆形集流盘，其特征在于，所述尾体(250)与所述盘体(210)的第二表面成30～45°夹角。
5.根据权利要求1所述的圆形集流盘，其特征在于，所述尾体(250)的厚度与所述盘体(210)的厚度一致或者为其1/2。
6.根据权利要求2所述的圆形集流盘，其特征在于，所述尾体(250)上设有固定螺孔(260)，用于对所述盘体(210)进行固定；
所述尾体(250)可拆卸连接或焊接在所述盘体(210)的所述第二表面上。
7.根据权利要求1所述的圆形集流盘，其特征在于，所述盘体(210)的周侧设置有用于装配的卡接槽。
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